深海集矿机集矿头高度控制技术研究

《深海集矿机集矿头高度控制技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中南大学硕七学伊论文摘要摘要深海采矿足一个极其复杂的过程，整个采矿系统以运行于6000m深海极限工况环境的集矿机为随动中心作业，位于集矿机前端的集矿头完成对深海底表层金属结核的捕获收集，集矿头高度参数直接影响能否捕获结核及结核收集效率，间接影响对深海沉积物的扰动程度，该参数的控制是整个采矿控制系统的关键之一。开展集矿头高度控制技术研究，对提高集矿头高度参数稳态和动态品质，进而保证集矿安全、高效及保护海底环境等，具有重要意义。本文以深海集矿机为背景，首先介绍了水力式集矿机集矿原理及集矿装置组成。针对集矿头高度控制液压系统的非对称性特点，分别建立了集矿头上升和下降时液压系统数学模型，并在

2、模型中引入摩擦阻力，分析了集矿头上升和下降时液压系统数学模型的异同。在此基础上，利用matlab软件建立了集矿头高度控制系统仿真模型。由于集矿头高度采用电液比例阀控液压缸结构，是复杂的非对称、非线性系统，本文在分析基于传统PID和模糊控制算法优缺点的基础上，提出带死区补偿的非对称模糊PID控制算法：采用死区补偿策略减小电液比例换向阀和液压缸壁与活塞间摩擦产生的影响，采用非对称结构的模糊控制规则表以补偿液压系统的非对称性，仿真结果验证了算法的有效性。论文最后利用UML对集矿头高度控制模块进行了分析和设计，用VC和ACCESS实现了软件和数据库的开发工作。关键词：深海采矿，集矿机，集矿头

3、，高度，模糊PID中南大学硕士学付论文ABSTRA(了rABSTRACTThedeep—seaminingsystem,whichoperatesintheadversecircumstancewithadepth6000mbelowtheoceansurface，isacomplicatedsystem．Wholesystemfollowsthetractorasitstrickingcenter．Thecollector,whichliesattheheadofthevehicle，completesthecaptureandcollectiononthemultiply—met

4、almodules．Weathertocapturetriumphantlyornotandcollectingefficiencyareheavilyaffectedbythecollector’Sheightparameter,andthedisturbingdegreeonthedeep—seasedimentisalsoindirectlyeffected．Therefore，thecontrolontheheightparameteroccupiesoneofthekeysectors．Itissignificantthatstableanddynamiccharacter

5、isticsareincreased，safetyandefficiencycollectionareguaranteed，anddeep—seaenvironmentisprotectedbydevelopingheightcontroltechnology．Thispaperintroduces，firstly,thecollectingtheoryandconstitutiontothehydrauliccollector．Tothenonsymmetricalpeculiarityfromhydraulicpressuresystem,twomodelsforcollecto

6、rheightcontrol，oneforcollector’Slifting—upandanotherfordescending-down，arebuiltup．Allbothmodelsincludethefriction．Theirdifferenceisanalysedindetail．Basedabove，asimulatingmodelforheightcontroloncollectorissetupwithMatlabt001．Becausetheseelements，suchaselectric—hydraulicproportionalvalveandcylind

7、er，areused，thesystemmodelgivesastrongnordinearandcomplicatednonsymmetricalperformance．Thispaperpresentsacontrolalgorithm,whichincludesthecompensationonthedead—area，dependingonthestrongpointandshortcomingcomparebetweentraditionalPI